(57)【要約】【課題】  玉軸受の圧壊強度が低下しないようにシール部材の取付け構造を改良すること。【解決手段】  外方継手部材の各トラック溝に転動自在に挿入される外輪３２、および、トリポード部材の各脚軸に外嵌される内輪３４の間に複数個のボール３６を配設すると共にボール３６を配設した空間をシール部材３８によって密封した玉軸受３０を備えたトリポード型等速自在継手において、シール部材３８が軸受開口部３１を覆う円環部３８ａを有し、円環部３８ａの内周部に形成した環状フランジ３８ｂを、内輪３４の端面３４ｃに形成した取付け溝３４ｄに取付けた。これにより、内輪３４の外周面３４ａを広くとって、内輪３４に負荷されるラジアル荷重を分散させ易くなるから、ラジアル荷重に対する玉軸受３０の圧壊強度が高められる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径面に軸線方向に延びる三本のトラック溝を有し、各トラック溝の両側に対向する一対の案内面を形成した外方継手部材と、半径方向に三本の脚軸を突設したトリポード部材と、外方継手部材の各トラック溝に転動自在に挿入される外輪、および、トリポード部材の各脚軸に外嵌される内輪の間に複数個のボールを配設すると共にボールを配設した空間をシール部材によって密封した玉軸受とを備えたトリポード型等速自在継手において、
シール部材が外輪及び内輪間の軸受開口部を覆う円環部を有し、円環部の外周部及び／又は内周部に軸受端面に向かって突出する環状フランジを形成すると共に、外輪又は内輪のいずれか一方の端面に形成した取付け溝にシール部材の外周側又は内周側の環状フランジを取付けたことを特徴とするトリポード型等速自在継手。
【請求項２】
円環部の外周部及び内周部に環状フランジを形成したものにおいて、外輪又は内輪の取付け溝を形成していない他方の端面にシール溝を形成し、シール部材の内周側又は外周側の環状フランジをシール溝に挿入してシールを構成したことを特徴とする請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二軸間の角度変位及び軸方向相対移動を許容しつつトルクを伝達可能に構成したトリポード型等速自在継手に関し、特に外方継手部材とトリポード部材の間に玉軸受を介在させたものに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のトリポード型等速自在継手として、内周面に軸方向に延びた３本のトラック溝を備える外方継手部材と、半径方向に突出した３本の脚軸を備え、外方継手部材の内側に挿入されるトリポード部材と、トリポード部材の各脚軸に複数のボールを介して回転自在および首振り自在に外嵌したローラとを具備したものがある（例えば特許文献１参照）。このローラとして、外輪及び内輪間に複数のボールを配設した玉軸受を使用することが提案されている。
【０００３】
一般的に、トリポード型等速自在継手は、潤滑性を向上させるために、継手内部や軸受内部に潤滑剤が充填される。トリポード型等速自在継手にトルクを付与すると、玉軸受の転動やトリポード部材の回転に伴って継手内部や軸受内部で潤滑剤が流動する。玉軸受として軸受端面の開口部が開放された開放型のものを使用した場合に、軸受内部に流入する潤滑剤の量よりも軸受外部に流出する潤滑剤の量が過多になると、玉軸受に潤滑不足が生じる。また、潤滑剤としては、その用途に適したものを使用するのが望ましく、継手内部に充填するものとは異なる種類の潤滑剤を玉軸受の内部に充填することも想定される。
【０００４】
特許文献１には、継手内部と軸受内部とを互いに独立した空間とするために、シール部材によって軸受内部を密封することが提案されている。継手内部と軸受内部に同種の潤滑材を封入した場合は、継手内部と軸受内部の潤滑不足を抑制することができる。他方、継手内部と軸受内部に異種の潤滑材を封入した場合は、例えば継手内部に封入する潤滑剤よりも摩擦係数の小さい潤滑剤を軸受内部に封入することによって、摺動抵抗や、誘起スラストを低減させることが可能となる。
【０００５】
ところで、従来のトリポード型等速自在継手では、外輪の端面内周部と、内輪の端面外周部に、互いに対向するように段部を形成し、環状に形成されたシール部材を内輪の段部に嵌合固定すると共に、シール部材の外周部と外輪の段部で接触又は非接触のシールを構成している（引用文献１の図３（Ａ）（Ｂ）参照）。なお、シール部材は、外輪の段部に嵌合固定すると共に、シール部材の内周部と内輪の段部で接触又は非接触のシールを構成することも可能である。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２２７１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
トリポード型等速自在継手は、例えば自動車のプロペラシャフトやドライブシャフトのように高トルクを伝達する用途に使用される。トリポード型等速自在継手にトルクを付与すると、玉軸受にはラジアル荷重が負荷される。このとき、玉軸受は、外輪とボールの接触箇所、および、内輪とボールの接触箇所、若しくはこれらの周辺部に最大主応力が生じる。例えば外輪の内周面や内輪の外周面にボール溝を形成した深溝玉軸受の場合、ボール溝のエッジ部に最大主応力が生じる。
【０００８】
このような玉軸受に対し、上記の如くシール部材を取付けるための段部を形成すると、外輪の軌道面である内周面や、内輪の軌道面である外周面にも段部が形成されることになり、各軌道面の領域が段部によって減少する。そうすると、玉軸受に負荷されたラジアル荷重が分散し難くなり、玉軸受に過大なラジアル荷重が負荷されたときに、外輪及び／又は内輪が圧壊するおそれがある。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑み創案されたものであって、その目的は、ラジアル荷重に対する玉軸受の強度が低下しないように、玉軸受に対するシール部材の取付け構造を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るトリポード型等速自在継手は、上記課題を解決するため、内径面に軸線方向に延びる三本のトラック溝を有し、各トラック溝の両側に対向する一対の案内面を形成した外方継手部材と、半径方向に三本の脚軸を突設したトリポード部材と、外方継手部材の各トラック溝に転動自在に挿入される外輪、および、トリポード部材の各脚軸に外嵌される内輪の間に複数個のボールを配設すると共にボールを配設した空間をシール部材によって密封した玉軸受とを備えたトリポード型等速自在継手において、シール部材が外輪及び内輪間の軸受開口部を覆う円環部を有し、円環部の外周部及び／又は内周部に軸受端面に向かって突出する環状フランジを形成すると共に、外輪又は内輪のいずれか一方の端面に形成した取付け溝にシール部材の外周側又は内周側の環状フランジを取付けたことを特徴としている。
【００１１】
上記のトリポード型等速自在継手は、外輪又は内輪のいずれか一方の端面にシール部材を固着するための取付け溝を形成してあるので、外輪の内周面及び内輪の外周面に負荷されるラジアル荷重を分散させ易く、ラジアル荷重に対する玉軸受の強度が高められる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は前述の如く、玉軸受に対してシール部材を取付けてあるので、外輪の内周面及び内輪の内周面に負荷されるラジアル荷重を分散させ易く、ラジアル荷重に対する玉軸受の強度を高めることができる。これにより、トリポード型等速自在継手に高トルクが付与され、玉軸受に過大なラジアル荷重が負荷されても、玉軸受の圧壊を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るトリポード型等速自在継手の一実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係るトリポード型等速自在継手の一実施形態を示す軸線直交方向断面図である。このトリポード型等速自在継手は、図１に示すように、外方継手部材１０、トリポード部材２０及び玉軸受３０を主要な構成要素としている。
【００１５】
外方継手部材１０は、内径面の周方向三等分位置に軸線方向に延びる三本のトラック溝１２を有し、各トラック溝１２の両側に対向する一対の案内面１４を形成してある。トリポード部材２０は、半径方向に三本の脚軸２２を突設してある。脚軸２２は、玉軸受３０を外嵌した状態で、外方継手部材１０のトラック溝１２に挿入される。玉軸受３０は、外方継手部材１０のトラック溝１２に転動自在に挿入される外輪３２と、トリポード部材２０の脚軸２２に外嵌される内輪３４と、外輪３２及び内輪３４間に配設される複数個のボール３６と、ボール３６を配設した空間を密封するシール部材３８，３９とを備えている。
【００１６】
外輪３２の外周面は球面状で、外方継手部材１０の案内面１４は外輪３２の外周面とほぼ等しい曲率半径の部分円筒面である。内輪３４は脚軸２２に対して軸方向移動及び首振り可能である。例えば、脚軸２２の断面を楕円形状とし、内輪３４の内周面を円筒面状に形成することで、脚軸２２に対して内輪３４が軸方向移動及び首振り可能になる。
【００１７】
図２は、シール部材３８の取付け構造を示す図１の要部拡大図で、以下、図２を参照しつつ玉軸受３０について詳述する。なお、玉軸受３０の内側に取付けられるシール部材３９については、玉軸受３０の外側に取付けられるシール部材３８と同じ構成であるから、説明を省略する。
【００１８】
この実施形態における玉軸受３０は、外輪３２の内周面３２ａと、内輪３４の外周面３４ａに、それぞれボール溝３２ｂ，３４ｂを形成した深溝玉軸受である。また、ボール３６は、単列でかつ互いに接触し合う状態（総ボール状態）で配設してある。
【００１９】
外輪３２の端面３２ｃには、シール部材３８と非接触シールを構成するシール溝３２ｄを形成してある。また、内輪３４の端面３４ｃには、シール部材３８を固着する取付け溝３４ｄを形成してある。シール溝３２ｄも取付け溝３４ｄも円環状に形成されている。この実施形態におけるシール溝３４ｄは断面凹状に形成してある。他方、取付け溝３４ｄは、内部に横溝部３４ｅを有し、断面略Ｌ字形状になっている。
【００２０】
シール部材３８は、鉄板や鋼板等の塑性材からなり、外輪３２及び内輪３４間の軸受開口部３１を覆う円環部３８ａを有し、円環部３８ａの内周部に内輪端面３４ｃに向かって突出する環状フランジ３８ｂを形成すると共に、円環部３８ａの外周部に外輪端面３２ｃに向かって突出する環状フランジ３８ｃを形成してある。内周側の環状フランジ３８ｂは、断面凹状に形成され、内輪３４の取付け溝３４ｄに嵌入したのち取付け溝３４ｄ及びその周辺部と密着するように塑性変形させることで、横溝部３４ｅに係合する係合部３８ｄ１と、取付け溝３４ｄの開口縁に係合する加締め部３８ｄ２が形成されている。外周側の環状フランジ３８ｃは、外輪３２のシール溝３２ｄに挿入され、シール溝３２ｄとの間で非接触シールを構成している。
【００２１】
上記のトリポード型等速自在継手は、図１に示すように、外方継手部材１０及びトリポード部材２０の間に玉軸受３０を介在させているので、外方継手部材１０又はトリポード部材２０のいずれか一方にトルクを付与すると、玉軸受３０に対してラジアル荷重が負荷される。このラジアル荷重により外輪３２の内周面３２ａ及び内輪３４の外周面３４ａには、ボール溝３２ｂ，３４ｂを中心に主応力が生じる。最大主応力は、ボール溝３２ｂ，３４ｂのエッジ付近で生じる。上記の玉軸受３０は、シール溝３２ｄや取付け溝３４ｄを軸受端面に形成しているので、外輪３２の内周面３２ａ及び内輪３４の外周面３４ａが狭くならない。詳しくは、外輪３２の内周面３２ａ及び内輪３４の外周面３４ａの幅は、外方継手部材１０のトラック溝１２の深さによって上限が決められる。上記の如くシール部材３８を取付けることで、外輪３２の内周面３２ａ及び内輪３４の外周面３４ａの幅を上限値に維持することができる。これにより、トリポード型等速自在継手にトルクを付与した際に玉軸受３０に負荷されるラジアル荷重を分散させ易くなる。そうすると、主応力の発生領域が広がって、最大主応力を低減させることができ、ラジアル荷重に対する玉軸受３０の圧壊強度を高めることができる。
【００２２】
以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば図３に示すように、シール部材３８を芯材３８ｅと被覆材３８ｆの多層構造としてもよい。芯材３８ｅは、例えば金属や樹脂などの剛性材料である。被覆材３８ｆは、例えばゴムやエラストマーなどの弾性材である。また、シール部材３８の内周側の環状フランジ３８ｂに形成され、内輪３４の横溝部３４ｅに係合する係合部３８ｄ１は、被覆材３８ｆで構成され、予め横溝部３４ｅに密着するように成形されている。この場合、シール部材３８を取付けるのに、内周側の環状フランジ３８ｂを塑性変形させる必要がなくなるから、取付け工数を減らして製造コストを抑制することができる。
【００２３】
また、上記実施形態では、シール部材３８とシール溝３２ｄで非接触シールを構成しているが、例えば図４に示すように、外周側の環状フランジ３８ｃをシール溝３２ｄに摺接させて接触シールを構成することも可能である。なお、図４の変形例では、外周側の環状フランジ３８ｃに、シール溝３２ｄに摺接させる突起３８ｇを設けてある。
【００２４】
また、上記実施形態では、シール部材３８を内輪３４に固着すると共に外輪３２及びシール部材３８間でシールを構成してあるが、例えば図５に示すように、シール部材３８を外輪３２に固着すると共に内輪３４及びシール部材３８間でシールを構成することも可能である。図５の変形例では、符号３２ｄが取付け溝、符号３２ｅが横溝部、符号３４ｄがシール溝３４ｄである。
【００２５】
また、上記実施形態では、トリポード部材２０の脚軸２２に対して玉軸受３０が軸方向移動及び首振り可能に構成してあるが、本発明は、玉軸受３０が首振り可能に構成されていないトリポード型等速自在継手にも適用可能である。例えば、脚軸２２の断面形状を内輪３４の内周面に合致する形状（例えば円形状）に形成することで、玉軸受３０の首振り動作が規制される。
【００２６】
また、外輪３２の外周面は、図１に示す部分球面状に限らず、図２乃至図５の概略図で示す円筒面状にすることも可能である。さらに、図１では、外方継手部材１０の案内面１４を外輪３２の外周面とほぼ同じ部分球面状に形成して両者を面接触させたトリポード型等速自在継手に本発明を適用しているが、本発明は、案内面１４をゴシックアーチ状やＶ字状に形成して、案内面１４と外輪３２を二点接触させたトリポード型等速自在継手などにも適用可能である。
【００２７】
さらに、上記実施形態では、玉軸受３０として単列のボール３６を総ボール状態で配列した深溝玉軸受を挙げて説明しているが、他の玉軸受でも構わない。例えば、ボール溝３２ｂ，３４ｂとボール３６の接触方向が軸受半径方向からずれているアンギュラ玉軸受や、ボール３６を複列で配列した複列玉軸受、ボール３６を軸受周方向に所定の間隔を隔てて保持する保持器を備えた玉軸受などでも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るトリポード型等速自在継手の一実施形態を示す軸線直交方向断面図である。
【図２】玉軸受に対するシール部材の取付け構造を示す図１の要部拡大断面図である。
【図３】本発明に係るトリポード型等速自在継手の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図４】本発明に係るトリポード型等速自在継手の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明に係るトリポード型等速自在継手の変形例を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０   外方継手部材
１２   トラック溝
１４   案内面
２０   トリポード部材
２２   脚軸
３０   玉軸受
３１   軸受開口部
３２   外輪
３２ａ 外輪内周面
３２ｂ ボール溝
３２ｃ 外輪端面
３２ｄ シール溝
３４   内輪
３４ａ 内輪外周面
３４ｂ ボール溝
３４ｃ 内輪端面
３４ｄ 取付け溝
３４ｅ 横溝部
３６   ボール
３８   シール部材
３８ａ 円環部
３８ｂ 内周側の環状フランジ
３８ｃ 外周側の環状フランジ
３８ｄ１      係合部
３８ｄ２      加締め部
３８ｅ 芯材
３８ｆ 被覆材
３８ｇ 突起
３９   シール部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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